Многие виды животных умирают после спаривания. Но у матерей-осьминогов этот конец особенно драматичен: так, у большинства видов осьминогов, когда яйца самки подходят к моменту их вылупления, она просто-напросто перестаёт есть. Затем она покидает своё защитное укрытие, оставляя свой выводок, чтобы изменить своё поведение и стать склонной к саморазрушению. Пребывая в таком состоянии, она может биться о камни, рвать на себе шкуру, и даже отгрызать по кусочку собственные конечности.

Теперь же исследователи обнаружили химические вещества, которые, по-видимому, контролируют это фатальное безумие. После того, как осьминог откладывает яйца, в его организме происходят изменения в производстве и использовании холестерина, что, в свою очередь, увеличивает выработку стероидных гормонов — биохимический сдвиг, который обрекает его на гибель. Некоторые изменения могут намекать на процессы, которые в более общем плане объясняют продолжительность жизни беспозвоночных, говорит З. Ян Ван (Z. Yan Wang), доцент кафедры психологии и биологии Вашингтонского университета.

Осьминоги мучают и поедают себя после спаривания. И наука, наконец, знает почему.
Калифорнийский двупятнистый осьминог (Octopus bimaculoides) имеет круглые голубые глазные пятна с обеих сторон головы. Изображение: Tom Kleindinst/Marine Biological Laboratory

«Теперь, когда у нас есть эти пути, мы действительно заинтересованы связать их с индивидуальным поведением или даже индивидуальными различиями в том, как животные выражают это поведение», — сказала Ван.

Запрограммирован на смерть

По её словам, даже будучи студенткой бакалавриата, специализирующейся на английском языке, она была заинтригована женской репродукцией. Когда же Ван перешла в аспирантуру и стала специализироваться на естественных науках, она сохранила этот интерес и была поражена драматическими смертями матерей осьминогов после того, как они откладывали яйца. До сих пор никто не знает цели такого поведения. Теории включают идею о том, что драматические проявления смерти отвлекают хищников от яиц или что организм матери выделяет в воду питательные вещества, которые питают яйца. Скорее всего, отметила Ван, такое забвение защищает младенцев от старшего поколения. По ее словам, осьминоги — каннибалы, и если особи старшего возраста останутся поблизости, они могут в конечном итоге просто взять и съесть всех детенышей друг друга.

Исследование 1977 года, проведённое психологом Университета Брандейса Джеромом Водински (Jerome Wodinsky), показало, что механизм этого самоуничтожения лежит в зрительных железах, наборе желез возле глаз осьминога, которые примерно эквивалентны гипофизу у людей. Водинский обнаружил, что если нервы, ведущие к зрительной железе, перерезать, то осьминог-мать откажется от своих яиц, снова начнёт есть и проживет ещё 4-6 месяцев. Это впечатляющее продление жизни для существ, которые в целом живут всего около года.

Однако никто не знал, что именно делает зрительная железа, чтобы контролировать этот каскад самоповреждений.

«С самого начала я очень хотела провести эксперименты, которые мы описали в только что опубликованной статье, а именно выжать сок из зрительной железы и затем идентифицировать компоненты этого сока», — сказала Ван.

Ван и её коллеги проанализировали химические вещества, вырабатываемые в зрительных железах калифорнийских двупятнистых осьминогов (Octopus bimaculoides) после того, как они отложили яйца. В 2018 году генетический анализ того же вида показал, что после яйцекладки гены в зрительных железах, которые производят стероидные гормоны (которые частично состоят из компонентов холестерина), начали работать с перегрузкой. Взяв за основу это исследование, учёные сосредоточились на стероидах и связанных с ними химических веществах, вырабатываемых зрительными железами двупятнистых осьминогов.

Осьминоги мучают и поедают себя после спаривания. И наука, наконец, знает почему.
Калифорнийский двупятнистый осьминог (Octopus bimaculoides), вынашивающий свои яйца, — мешочки, внешне напоминающие маленькие водяные шарики. Изображение: Phil Garner/Alamy

Фатальные изменения

Было обнаружено три отдельных химических сдвига, которые произошли примерно в то время, когда мать осьминога откладывала яйца. Первый был основан на повышении уровня прегненолона и прогестерона, двух гормонов, связанных с репродукцией у множества существ (у людей прогестерон повышается во время овуляции и на ранних сроках беременности). Второй же был более неожиданным. Матери-осьминоги начали производить более высокие уровни строительного блока холестерина, называемого 7-дегидрохолестерин (или 7-DHC). Люди также производят 7-DHC в процессе производства холестерина, но они не сохраняют его в своём организме надолго; это соединение токсично. На самом деле, дети, рождённые с генетическим синдромом Смита-Лемли-Опица (Smith-Lemli-Opitz syndrome), не могут избавиться от 7-DHC. Результатом является умственная отсталость, поведенческие проблемы, включая членовредительство, и физические аномалии, такие как лишние пальцы рук и ног и волчья пасть.

Наконец, зрительные железы также начали производить больше компонентов для желчных кислот, которые вырабатываются печенью человека и других животных. У осьминогов нет таких желчных кислот, как у млекопитающих, но они, по-видимому, производят строительные блоки для этих желчных кислот.

«Подобное говорит о том, что это у осьминога совершенно новый класс сигнальных молекул», — отметила Ван.

Компоненты желчных кислот интригуют, говорит Ван, потому что было показано, что подобный набор кислот контролирует продолжительность жизни червя Caenorhabditis elegans, который из-за своей простоты обычно используется в научных исследованиях. Возможно, компоненты желчных кислот важны для контроля продолжительности жизни беспозвоночных, предположила Ван.

Осьминоги мучают и поедают себя после спаривания. И наука, наконец, знает почему.
Калифорнийский двупятнистый осьминог — мастер маскировки. Изображение: Z. Yan Wang/University of Washington

Осьминогов трудно изучать в неволе, потому что им требуется много места и идеальные условия для достижения половой зрелости и размножения. Сейчас Ван и другие исследователи осьминогов разработали способ поддерживать жизнь и размножение в лабораторных условиях малого тихоокеанского полосатого осьминога (Octopus chierchiae). В отличие от большинства других видов осьминогов, тихоокеанские полосатые осьминоги могут спариваться несколько раз и высиживать несколько кладок яиц. Они не самоуничтожаются, когда их яйца готовятся к вылуплению, что делает их идеальными образцами для изучения происхождения столь болезненного поведения у других разновидностей осьминогов.

«Я очень рада, что мне довелось изучать динамику зрительной железы у этого вида», — сказала Ван.

Исследователи опубликовали свои выводы 12 мая в журнале Current Biology.

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев